MATLAB实验报告III

实验五复杂系统的计算机仿真及建立自动控制系统数学模型及仿真

一、实验目的

1、为了培养学生分析问题解决问题的能力，帮助学生建立系统分析的思想

以及加强对所学知识的综合运用的能力。

二、实验内容

【例10－1】某正弦信号为y＝0.5＋sin（10πt），试用函数dtrend对信号进行处理。

用MATlAB编写处理程序：

t=0:0.01:1;

freq=5;

y=sin(2*pi*freq*t)+0.5;

plot(t,y,'b');

hold on

z2=dtrend(y);

plot(t,z2,'r');

grid

hold off

运行结果：

[10－6]绘出例4—5的测试数据组dryer2的频率特性估计。

用MATLAB编写程序为：

clf

load dryer2%调入数据文件 dryer2

z2=[y2(1:300) u2(1:300)];

z2=dtrend(z2); %去除趋势项

disp('Frequency Response');

figure(1)

G=etfe(z2,32) %求频率特性32表示对数据平滑处理，处理频率为1/32 Bodeplot(G) %绘制频率响应图

运行结果：

［例10—7］用函数SPA绘制系统的频率特性和噪声频谱图。

用MATLAB编写程序如下：

clf

load dryer2

z2=[y2(1:300) u2(1:300)]

z2=dtrend(z2);

disp('Frequency Response')

[G,Nsp]=spa(z2,32);

figure(1)

bodeplot(G);

figure(2)

bodeplot(Nsp);

运行结果：

例[10－8] 已知输出输出数据组dryer2求2阶和5阶的AR模型参数。

用MATLAB编写的辨识程序如下：

clf

load dryer2

disp('Mode of AR 1')

z2=y2(1:300)

z2=dtrend(z2)

thar=ar(z2,1); %求AR模型参数

thar=sett(thar,0.08);

present(thar) % 显示结果

例[10－9] 已知输出输入数据组dryer2，分别用函数ARX和函数iV4求ARX模型参数。

用MATLAB编写程序如下

％ MATLAB PROGRAM 6—9

load dryer2

z2＝[y2(1:300) u2(l:300)];

z2＝dtrend(z2);

disp(‘Mode of ARX－322’) ％求ARX模型（LS法）, na＝3, nb＝2,

nk=2

th=arx(z2,[3 2 2]);

th=sett(th,0.08)

present(th) ％显示模型

disp(‘Mode of IV-322’) ％求ARX模型（IV法）, na＝3, nb＝2,

nk=2

th=IV4(z2,[3 2 2]);

th=sett(th,0.08)

present(th) ％显示模型

%求传递函数和零极点模型

num=[0 0 1];

den=[1 2.5 1];

sys1=tf(num,den);

printsys(num,den,'s')

sys=zpk(sys1)

运行结果：

num/den =

1

---------------

s^2 + 2.5 s + 1

Zero/pole/gain:

1

-------------

(s+2) (s+0.5)

2、单位阶跃响应

求：超调量、响应时间、稳态误差分析系统

clf

load dryer2

z2=[y2(1:300) u2(l:300)];

z2=dtrend(z2);

disp('Mode of ARX－322') %求ARX模型（LS法）, na＝3, nb＝2, nk=2

th=arx(z2,[3 2 2]);

th=sett(th,0.08)

present(th) %显示模型

disp('Mode of IV-322') %求ARX模型（IV法）, na＝3, nb＝2, nk=2

th=IV4(z2,[3 2 2]);

th=sett(th,0.08)

present(th) %显示模型

运行结果：

t1 =

0 5 10 15 20

y1 =

0.9936

1.0000

1.0000

1.0000

t1 =

0 5 10 15 20 y1 =

0.9936

1.0000

1.0000

1.0000

3、单位脉冲响应

%单位脉冲响应

n1=[1];d1=[0.017,1];s1=tf(n1,d1);

n2=[1];d2=[0.075,0];s2=tf(n2,d2);

sys1=feedback(s1*s2,1);

n3=[0.049 1];d3=[0.088 0];s3=tf(n3,d3);

n4=[0 44];d4=[0.00167];s4=tf(n4,d4);

n5=1;d5=0.1925;s5=tf(n5,d5);

n6=0.01178;d6=1;s6=tf(n6,d6);

sysq=sys1*s3*s4*s5;

sys=feedback(sysq,s6);

tf(sys)

运行结果：

Transfer function:

2.156 s + 44

---------------------------------------------------- 3.607e-008 s^3 + 2.122e-006 s^2 + 0.02543 s + 0.5183

>>

4、求零输入响应